油藏描述+第10章 油藏地质模型(1).ppt

,第十章 油藏地质模型,第十章 油藏地质模型,第一节油藏地质模型的概念第二节确定性建模第三节随机建模第四节三维地质模型显示系统,1.油藏地质模型的概念 油藏地质模型是反映油藏地质特征三维空间分布的数字化模型，是油藏描述的最终成果。它是对油藏类型、砂体几何形态、规模大小、储层参数和流体性质空间分布以及成岩作用和孔隙结构的高度概括。,第一节油藏地质模型的概念一、油藏地质模型,油藏地质模型是三维数值模型 三维图形显示、任意旋转、任意切片 从不同角度显示储层的外部形态和内部特征。,(1)油藏综合评价的基础(2)油藏数值模拟的重要基础(3)开发方案优化的依据(4)勘探和开发过程中，起预测作用。,2.建立油藏地质模型的意义,一个完整的油藏地质模型应包括：(1)构造模型：油藏构造形态及断层分布；(2)储层模型：储层结构及各种属性的空间分布；(3)流体模型：储层内油气水性质及分布。,3.油藏地质模型的组成,4.一般建模软件的建模方法(1)整个油藏网块化(2)建立井模型(3)各井同层位网块等时对比 相连建立层模型模型中地质特征的表征：(1)以同层位网块高程表征油藏构造特征(2)以分隔储层网块的非储层网块表征储层的格架(3)以储层网块中记入各种储层属性的量值表征这些 参数空间的分布和非均质面貌网块尺寸的大小反映模型的粗细程度属性量值的精度、井间插值的精度反映模型的精度,油藏地质模型的建立是从信息库(数据库和资料库)开始的，包括五个信息库：地震信息库(2)地质信息库(3)测井信息库(4)测试信息库(5)生产动态信息库,二、油藏地质模型的建立基础1.基本数据库,(1)地震信息库 用于地层划分对比、构造分析、地震相研究、砂体预测、储层参数预测、地层压力预测等。(2)地质信息库 包括区域地质资料、岩心录井、岩屑录井、地化录井等资料及其分析数据，这是油藏描述的第一性资料，可用于油藏描述各方面的分析研究。(3)测井信息库 可用于层组划分对比、测井相与沉积相研究，单井储层参数解释、油气水层解释、隔夹层解释、砂体内部结构、裂缝特征及分布等研究。,(4)测试信息库 包括试油及试井资料及数据，用于流体性质及分布、油气产能、地层压力系统、砂体连通性、断层封闭性及裂缝宏观分布等研究。(5)生产动态信息库 用于开发阶段储层、流体的动态变化及分布研究，分析水驱油状况、储量动用状况及剩余油分布状况，建立剩余油分布模型。,(1)构造地质学、沉积学、石油地质学，储层地质学、油层物理学及油藏地球化学等；(2)应用统计分析、地质统计学分析、灰色系统分析、神经网络分析、分形几何学分析及模糊数学等。,2.油藏模型的建模方法的理论基础,三、地质模型的类别1.按油田所处的开发阶段对油藏地质模型分类,根据油田所处的不同开发阶段对油藏地质模型精细程度的要求不同，将地质模型分三类：概念模型 静态模型 预测模型,(1)概念模型 把所描述的油藏（储层）的各种地质特征典型化、概念化，抽象成具有代表性的地质模型。只追求油藏总的地质特征和关键性的地质特征的描述，基本符合实际，并不追求每一局部的客观描述。用途：为开发可行性研究和开发设计提供战略指导。,拒马河点坝侧积体沉积模式与储层概念模型,(2)静态模型（实体模型）把所描述的油藏地质面貌，依据资料控制点实测的数据将其储层特征在三维空间的变化和分布如实的描述出来而建立的地质模型，并不追求控制点间的预测精度。用途：为油田开发实施方案（即注采井别的确定、射孔方案实施等）、日常油田开发动态分析和作业实施、配产配注方案和局部调整服务。,(3)预测模型 预测模型不仅忠实于资料控制点的实测数据，而且追求控制点间的内插外推值有相当的精确度，即对无资料点有一定的预测能力。用途：指导油田开发中后期调整、三次采油，预测剩余油分布。,按照模型所表述的内容，可将地质模型分为四类 储层结构模型 流动单元模型 储层参数分布模型 裂缝分布模型,2.按照地质模型所表述的内容分类,(1)储层结构模型 储层结构：是指储集砂体的几何形态及其在三维空间的展布，是砂体连通性及砂体与渗流屏障空间组合分布的表征。储层结构模型：是表征储层结构的模型，数储层地质模型的骨架，也是决定油藏数值模拟中模拟网块大小和数量的重要依据。储层结构模型的核心是沉积模型。不同的沉积条件会形成不同的储层结构类型。,壳牌石油公司将不同沉积相形成的储层结构类型归纳为三类：,(2)流动单元模型单流动单元：是指根据影响流体在岩石中流动的地质参数（如渗透率、孔隙度、非均质系数、毛细管压力等）在储层中划分的纵横向连续的储集带；在该带中，影响流体流动的地质参数在各处都相似，并且岩层特点在各处也相似。流动单元模型：由许多流动单元块体镶嵌组合而成的模型，属于离散模型的范畴。各单元的界线与断层位置、岩性、岩相带及成岩胶结带的分布相对应。,流动单元模型是在储层结构模型基础上建立起来的，实际上是对储层结构的进一步细分。流动单元模型既反映了单元间岩石物性的差异和单元间边界，还突出地表现了同一流动单元内影响流体流动的物性参数的相似性，可直接用于油藏模拟及动态分析，这对预测二次采油和三次采油的生产性能具有很强的指导意义。,(3)储层参数分布模型 储层参数分布模型：是储层参数在三维空间变化和分布的表征。参数类型包括孔隙度、渗透率、泥质含量等。由于影响流体流动的主控因素是渗透率分布的非均质性，因而渗透率分布模型是最重要的储层参数分布模型。,在储层参数中，孔隙度的取值较为容易，通过岩心及测井解释即可获取，并可达到较高的精度，而且由于孔隙度的空间变异性较小，因而孔隙度的空间分布模型也易于建立。渗透率的三维分布模型的建立是个尚未完全解决的难题。井间渗透率分布的准确预测是更大的难题，这也是攻关热点。地质统计学随机模拟技术为井间渗透率分布的预测提供了有力的工具。,储层参数在三维空间上的变化和分布,孔隙度模型,渗透率模型,含油饱和度模型,(4)裂缝分布模型 裂缝模型：展现储层中裂缝的三维空间分布。裂缝对油田开发具有很大的影响。在双重孔隙介质中，裂缝的渗透率比孔隙大得多，因此裂缝和孔隙的渗流差异很大。注水开发过程中，当裂缝从注水井延伸到采油井时，水很易沿裂缝窜入油井，造成油井水淹，从而使得油田稳产时间短，采收率很低。不同类型的裂缝、不同的裂缝网络和不同的裂缝发育程度对油田开发有不同的影响。因此，对于裂缝性储层，为了优化油田开发设计及提高油田采收率，必须建立裂缝分布模型。,裂缝分布模型可分为二类，其一为裂缝网络模型，表征裂缝类型、大小、形状、产状、切割关系及基质岩块特征等，其二为裂缝密度模型，表征裂缝的发育程度。裂缝分布模型的建立具有一定的难度，特别是地下油藏的裂缝网络模型，需应用多学科方法、技术，如岩心分析、测井解释、试井分析、地震多波多分量研究及地质统计学随机模拟技术等进行综合研究和建模。,依据油藏描述的规模，一般将地质模型分为四级：油藏规模地质模型 砂体(或砂组)规模地质模型 单层规模地质模型 孔隙规模地质模型,3.依据油藏描述的规模，地质模型的分类,(1)油藏规模的地质模型 该模型是对一套油藏的整体表征。重点：各砂体及其宏观非均质特征、储层的连通性、层间非均质性。用途：油藏整体模拟，是决定开发战略、划分开发层系及开采方式的重要依据。主要内容：各种沉积环境的砂体在剖面上交互出现的规律性、平面延展性及三维分布特征；各砂体间渗透率的非均质程度；隔层的岩性、厚度、纵向上和平面上的分布；构造裂缝的发育情况及分布。,(2)砂体(砂组)规模的地质模型 该模型是对一个砂体或砂组的几何形态、规模、砂体侧向连续性及砂体内储集参数三维分布的表征。重点：砂体内平面非均质性、侧向连续性。用途：用于开发井网及注采系统的确定。,主要内容：砂体几何形态、侧向连续性、砂岩厚度及砂体的宽厚比。砂体内部的平面非均质性，特别是渗透率的平面分布及变化趋势等。裂缝网络系统,(3)单层规模的地质模型 该模型是对单砂层内储层非均质特征的表征。重点：层内非均质性、渗透率的韵律差异、非渗透薄夹层的屏障作用、层理绕流等。用途：模拟层内渗流差异、渗流屏障对开发的影响及相应的合理采油方式及工艺措施的制定。,主要内容：渗透率在垂向上的韵律模式及其与微相的关系；层内夹层的类型、分布频率、密度及其与微相的关系；层理及纹层的发育程度、类型及薄层内的分布；层内渗透率级差、突进系数及变异系数，全层规模水平渗透率与垂直渗透率的比值等。,主要内容：岩石骨架特征：矿物成分、粒度大小及分布、分选性、磨圆度、胶结特征等。孔隙网格特征：孔隙类型及大小、喉道类型和大小、孔喉比、配位数、喉道迂曲度等。孔壁特征：孔壁形态特征、颗粒表面润湿性、界面张力等。孔内矿物特征：粘土矿物和其它敏感性矿物的类型、含量、产状等。,(4)孔隙规模的地质模型 是对储层微观孔隙非均质性的表征。孔隙模型一般按砂体内不同岩性单元建立。,4.依据研究的数据对象或变量特征 依据研究的数据对象或变量特征，一般将模型分为三类：离散型地质模型 连续型地质模型 混合型地质模型,(1)离散型地质模型 离散型地质模型主要用于描述具有离散性质（各向异性）的地质特征，即储层某一性质的几何特性在空间上的不均一性分布，如沉积相分布、砂体位置和大小、隔、夹层的分布和大小、裂缝和断层的分布、大小、方位等。,(2)连续型地质模型 连续型地质模型主要用于描述储层连续参数的空间分布，即储层的物理特性在空间上的不均一性分布，如孔隙度、渗透率、流体饱和度、地震层速度、油水界面等参数的空间分布。,(3)混合型地质模型 混合型地质模型用于将前两种储层属性的综合分布特征，即将离散参数与连续参数混合在一起的来表述储层的空间分布。,油藏地质模型建模技术中的关键点，是如何根据已知的控制点资料内插、外推资料点间及资料点以外的油藏特性。根据这一特点，建立油藏地质模型方法可分两大类：确定性建模方法；随机性建模方法。确定性建模方法：资料控制点间的插值是唯一的，确定性的。随机性建模方法：以已知的信息为基础，以随机函数为理论，应用随机模拟方法，产生可选的、等概率的储层模型的方法。,一、确定性建模方法 确定性建模方法认为资料控制点间的插值是唯一的，确定性的。传统地质工作的内插编图、克里格作图和一些数学地质方法作图都属于确定性建模方法。确定性建模井间参数获取方法：开发地震的储层解释，水平井沿层直接取得的数据或测井解释，井间对比与插值。,第二节确定性建模,从已知井点出发，应用地震横向预测技术，进行井间参数预测，并建立储层整体的三维地质模型。应用的地震方法主要有三维地震和井间地震方法。,1.地震方法,(1)三维地震方法 三维地震资料具有覆盖面广、横向采集密度大的优点，因此，应用三维地震资料，结合井资料和VSP资料，可在油藏评价阶段建立油组或砂组规模的储层地质模型。精度：常规的三维地震垂向分辨率一般为1020m。分辨至砂组或油组规模，预测的储层参数精度 较低，为大层段的平均值。用途：勘探阶段的储层建模，确定地层层序格架、构 造圈闭、断层特征、砂体的宏观格架及储层参 数的宏观展布。,(2)井间地震 采用井下震源和井下多道接收排列，比地面地震具有更多的优点：震源和检波器均在井中，避免了近地表风化层对地震波能量的衰减，可提高信噪比；采用高频震源，井间传感器离目标非常近，增加了地震资料的分辨率；利用地震波的初至，实现P波和S波的井间地震层析成像，可准确重建速度场。井间地震可大大提高井间储层参数的解释精度,2.水平井方法 水平井可直接取得储层侧向或沿层变化的参数，藉此可建立确定性的储层模型。水平井的钻井技术和经济可行性已经解决，但作为一种技术手段来应用，目前还是少量的。此外，水平井很难进行连续取心，而是依赖井的测井信息，但由于测井解释技术所限，仍然存在一些不确定性的因素。,3.井间对比与插值方法 这是传统的建立确定性模型的方法。储层结构主要通过井间对比来完成，井间储层参数分布则通过井间插值来完成。,如果井网密度足够大，可建立确定性的储层模型；如果井网密度略小，可建立确定与概率组合模型；如果井网密度不够(井距太大或结构太复杂)，就不能进行详细的、确定性的砂体对比，在这种情况下，可以通过插值获取储层结构的可能轮廓，建立储层结构的概率模型。,二、确定性建模 三维建模的主要目的是将储层结构和储层参数的变化在三维空间用图形显示出来。一般地，三维建模过程有以下五个主要步骤：(1)数据准备；(2)建立井模型(3)建立层模型；(4)建立参数模型；(5)图形处理与显示。,1.数据准备 建模需要准备以下数据，并建立数据库。坐标数据：井位坐标、深度，地震测网坐标等。分层数据：各井的层组划分对比数据，地震资料解释的层面数据等。断层数据：断层位置、产状、断距等。储层数据：各井各层砂体顶底界深度、孔隙度、渗透率，含油饱和度等数据。,2.建立井模型 把井筒中得到的各种信息转换为开发地质特征参数，建立每口井各种开发地质特征的一维柱状剖面。把井筒的基本储层参数的连续柱状剖面，连同井位座标、高程等井位数据输人，即完成了井模型的建立。,3.建立层模型 把每口井中的每个地质单元通过井间等时对比连接起来，形成层模型。利用断层数据，将断层与层面模型进行组合(大井距下建立层模型，需要依据地震资料进行横向追踪)，建立储层的空间格架。三维网块划分。,4.建立参数模型 根据层模型，按层用已知井点（控制点）的参数值内插（外推）井间未钻井区域储层的各种属性参数。,5.图形处理与显示 对三维数据体进行图形变换，以图形的形式显示出来。可以是三维显示，还可任意旋转和不同方向切片显示。,一、基本概念1.随机建模 以已知的信息为基础，以随机函数为理论，应用随机模拟方法，产生可选的、等概率的储层模型的方法。即对井间未知区应用随机模拟方法给出多种可能的预测结果。,第二节随机建模方法,2.随机建模的特点 随机建模方法承认控制点以外的储层参数具有一定的不确定性，即具有一定的随机性。用随机建模方法所建立的储层模型不是一个，而是几个，即一定范围内的几种可能实现，这是与确定性建模方法的重要差别。对于每一种实现，所模拟参数的统计学分布特征与控制点参数值统计分布特征是一致的，即所谓等概率。,孔隙度建模的三个实现,3.随机建模的目的对于每一种实现(即模型)，所模拟参数的统计学理论分布特征与控制点参数值统计分布是一致的。各个实现之间的差别则是储层不确定性的直接反映。如果所有实现都相同或相差很小，说明模型中的不确定性因素少；如果各实现之间相差较大，则说明不确定性大。通过各模型的比较，可了解由于资料限制而导致的井间储层预测的不确定性，以满足油田开发决策在一定风险范围的正确性。,若将这些实现用于三维储量计算，则可得出一个储量分布，而不是一个确定的储量值，因此可更客观地了解地下储量，从而为开发决策提供重要的参考依据。随机建模的重要目的之一便是对储层的不确定性进行评价。另外，随机模拟可以“超越”地震分辨率，提供井间岩石参数米级或十米级的变化，因此，随机建模可对储层非均质性进行高分辨率的表征。在实际应用中，利用多个等概率随机储层模型进行油藏数值模拟，可以得到一簇动态预测结果，据此可对油藏开发动态预测的不确定性进行综合分析。,含油饱和度模型三个实现,4.条件模拟与非条件模拟 随机建模方法又分为条件模拟和非条件模拟。条件模拟是指在模拟中用观测点的数据对模拟过程进行条件限制，使得采样点的模拟值与实测值完全相同。非条件模拟是指在模拟中对于已有的采样点数据也会作一定的变动、修改。,随机模拟是以随机函数理论为基础的。随机函数由一个区域化变量的分布函数和协方差函数（或变差函数）来表征。一个随机函数Z(X）有无数个可能的实现 Zs（X），S=1，2，模拟的基本思想是从一个随机函数抽取多个可能的实现。,二、随机模拟原理,概率分布,累计概率分布模型(cdf),概率分布模型,条件累计概率分布模型(ccdf),类型变量：,连续变量：,连续变量条件累计概率分布函数：,类型变量条件累计概率分布函数：,随机模拟与插值的差别 主要表现在以下三个方面：（1）插值只考虑局部估计值的精确程度，力图对估计点的未知值作出最优（估计方差最小）的和无偏（估计值均值与观测点值均值相同）的估计，不考虑估计值的空间相关性（离散性），而模拟首先考虑的是结果的整体性质和模拟值的统计空间相关性，其次才是局部估计值的精度。,（2）插值法给出观测值间的平滑估值（如绘出研究对象的平滑曲线图），而削弱了观测数据的离散性，忽略了井间的细微变化；而条件随机模拟通过在插值模型中系统地加上了“随机噪音”，这样产生的结果比插值模型真实得多。“随机噪音”正是井间的细微变化，虽然对于每一个局部的点，模拟值并不完全是真实的，估计方差甚至比插值法更大，但模拟曲线能更好地表现真实曲线的波动情况。,（3）插值法只产生一个储层模型，在随机建模中，则产生许多可选的模型，各种模型之间的差别正是空间不确定性的反映。,随机建模对于储层非均质的研究具有更大的优势,因为随机模型更能反映储层性质的离散性,这对油田开发生产尤为重要。插值法掩盖了非均质程度（即离散性），特别是离散性明显的储层参数（如渗透率）的非均质程度，因而不适用于渗透率非均质性的表征。当然，对于一些离散性不大的储层参数，如孔隙度，应用克里金插值方法研究其空间分布，并用于估计储量，亦表现出方便、快速、准确的优越性。,随机模型分为二大类：离散模型和连续模型。离散模型主要描述一个离散性质的地质特征，如沉积相分布、砂体位置和大小、泥质隔夹层的分布和大小、裂缝和断层的分布、大小、方位等。连续模型主要描述连续变化的地质参数的空间分布，如孔隙度、渗透率、流体饱和度等岩石物理参数、地震层速度、油水界面等参数的空间分布。,三、随机模型的类型,虽然随机模拟方法早在100年前便开始应用了，但由于模拟工具的限制，随机模拟方法的应用一直比较缓慢。随着计算机的出现和普及，随机模拟的应用发展越来越快。1.随机建模技术分类 一类是以目标物体为模拟对象的技术；一类是以象元为模拟对象的技术。,四、随机建模方法,(1)基于目标(object-based)的模拟方法 所谓目标，是指地质体而言的，如沉积相、隔夹层、流动单元等。在基于目标的随机模拟中，目标体不是按网格逐一进行模拟的，而是直接将目标体“投放”于三维空间。该方法主要描述离散性地质特征的空间分布，如沉积微相、岩石相、流动单元、裂缝、断层、夹层等地质特征的空间分布，建立离散性模型。这类方法主要有布尔方法（标点过程）及随机成因模拟法等。,(2)基于象元(pixel-based)的模拟方法 所谓象元，是图像单元(picture element)的简称，实际上是指三维空间的网格。在基于象元的随机模拟中，被模拟的目标（类型变量如沉积相或连续变量如渗透率）是按网格逐一进行模拟和赋值的。这类方法主要用来模拟各种连续性参数(如岩石物性参数)以及离散性参数(地质特征参数)的变化，主要建立连续性模型，亦可建立离散性模型。这类方法比较多，包括高斯模拟、截断高斯模拟、指示模拟、分形模拟、马尔可夫模拟、多点地质统计模拟等。,2.随机模拟方法分类,3.随机模拟算法(1)序贯模拟 随机地选择一个待模拟的网格节点；估计该节点的条件累积分布函数(ccdf)；随机地从ccdf中提取一个分位数作为该点的模拟值；将该新模拟值加到条件数据组中；重复-步，直到所有节点都被模拟到为止，从而得到一个模拟实现z(l)(u),(2)误差模拟,应用原始数据进行克里金插值估计，得到估计值Z*(u)；进行非条件模拟，得到一个模拟实现Z(1)(u）提取在模拟实现Z(1)(u)中观察点处的非条件模拟值，对其进行克里金插值估计，得到新的估计值Z*(1)(u)。比较非条件模拟与新的估计值，得出模拟残差Z(1)(u)-Z*(1)(u)，其中，观察点的残差赋为0。将模拟残差与原始的克里金估计值相加，即得到一个忠实于井点观察值的条件模拟实现Zc(1)(u)。,(3)概率场模拟,应用n个原始数据，求取各待模拟点的ccdf。,利用每一个P场实现，从ccdf中抽取可能的实现。,通过非条件模拟，得到P场实现。,(4)模拟退火,模拟退火类似金属冷却和退火。高温状态下分子分布紊乱而无序，但随着温度缓慢地降低，分子有序排列形成晶体。模拟退火基本思路是对于一个初始的图象，连续地进行扰动，直到它与一些预先定义的包含在目标函数内的特征相吻合,目标函数 表达了随机模拟实现的空间特性与希望得到的空间特性之间的差别。空间特性：直方图、变差函数、井-震相关关系、岩相形态、含量、垂向层序等。,-模拟实现的变差函数,-预先定义的变差函数,-两者之差，即能量。,=（模拟的平均长度-60）+（模拟的平均厚度-10）,扰动的接受与拒绝 接受扰动的概率分布由Boltzman概率分布给出：,t 类似退火中的温度。温度越高，接受一次不理想的扰动的概率越大。控制温度（指定退火计划），使扰动理想，而且模拟实现得到收敛。,3.随机建模步骤 基础地质研究 选择原型模型 确定地质统计特征 选择模拟方法 随机建模 模拟结果的选择,(1)基础地质研究 利用现有资料，对建模对象储层进行基础地质研究，主要内容是沉积相研究。确定大相、亚相、直至微相；根据已有沉积地质知识，建立储层沉积概念模型，并对古沉积规模有一定估计；对储层砂体格架、参数非均质性尽可能作出定性估计；对已取得参数精度作出评估，主要是渗透率值。,(2)选择原型模型 原型模型是指地质沉积成因与建模对象相同，古沉积规模近似，而已有资料控制点密度大于建模对象，其储层特征和非均质性认识程度高于建模对象的一个具体储层模型。,原型模型的选择：原型模型的储层非均质性应与建模对象一致，原型模型已有更密的资料控制点，从中得到的储层参数的统计特征和其它地质知识更能反映这类沉积砂体的实际情况，以此来指导对象储层的建模。早期评价阶段，建模对象仅有公里级井距控制，则一般已开发区，有百米级井距井网控制的地区的储层静态模型，已完全可以满足建模需要。,在开发调整阶段，建模对象已由百米级井距井网所控制，要合理预测更精细的非均质性，则必须选择以米级间距取样密度揭示的原型模型，一般是在建模对象本身的露头中选择，或同沉积类型露头类似物中选择。在我国实际情况下，一个油田多套开发层系的叠合，或小井距开发先导试验区的开辟，实际地面井距有时仅数十米。这样小井距区块也可选作开发调整阶段建模时的原型模型。,(3)确定地质统计特征 反映储层非均质性的地质统计特征量，应在原型模型中取得，如变异函数、突进系数等。反映建模对象储层的具体地质特征和地质约束条件，尽可能利用自身资料，如砂体厚度分布概率、砂体密度分布概率、渗透率分布概率、钻遇率等。这些分布概率一般在较少的采样条件下即可得到反映。,(4)选择模拟方法 为适应地质工作需要，一般选用条件模拟方法，使建模结果能保证已有控制点的真实性。模拟方法要能较好表征建模对象的非均质性。在确定选用某种模拟方法以前，应在原型模型上作抽稀检验。把原型模型井网逐步抽稀，以稀井网建模与原型模型对比，从中检验模拟方法的可行性，同时摸索地质约束条件。,(5)随机建模 储层建模一般包括两步内容：先建立砂体格架，后模拟砂体内物性参数的空间变化。可以选择不同模拟方法，分步完成。如先用离散性模型建立砂体格架，后用连续性模型建立物性参数分布。也可综合建模一步完成，把非储层以一定物性截止值与储层加以区别。,(6)模拟结果的选择 随机建模一个最大特点是同一模拟条件下可以得出一簇结果。开发地质工作者应在其中选择部分供流体流动模拟应用。一般至少应提供三个结果：乐观的、悲观的和最可能的估计。对于开发前评价阶段，使开发指标预测有一个合理的可能范围，减少开发决策的风险性。对于开发中后期调整阶段，以动态历史拟合率高为追求目标。,五、地质约束随机建模 地质约束随机建模是指在建模过程中，不仅应用建模目标区的实际数据（如井数据、地震数据等）以及根据该数据应用地质统计学方法分析得出的统计特征参数（如变差函数的变程、分形维数等），还需应用地质原理和地质知识等地质约束条件（如层序地层学原理、沉积模式、储层构型模式等）来约束建模过程。为了提高建模精度，应采取地质约束，即等时约束建模、成因控制建模、多步建模、应用地质模式优选随机模拟方法、应用原型模型帮助确定统计特征参数等。,1.等时约束建模沉积地质体是在不同的时间段形成的。一般地，一个油藏常包括多个等时体，而各时间段的砂体沉积规律有所差别。在建模过程中，对每一个模拟单元一般只输入一套统计特征参数，若将不同时间段的沉积体作为一个层单元来模拟，则可能混淆不同等时单元的实际地质规律，导致所建模型不能客观地反映地质实际。另外，储层建模过程中的三维网格化一般是在模拟目标层内按等厚或等比例进行网格划分。若将不同时间段的沉积体按等厚或等比例地进行网格划分在地质上是不合理的。,为了提高建模精度，建模过程中应进行等时地质约束，利用等时界面将沉积体划分为若干等时层。建模时，分别按各等时层建模，然后再将其组合为统一的三维储层模型。这样，针对不同的等时层输入不同的反映各自地质特征的建模参数，可使所建模型能更客观地反映地质实际；同时，针对不同的等时层进行三维网格化，可减小等厚或等比例三维网格化对井间赋值带来的误差。,2.成因控制建模沉积相的分布是有其内在规律的。相的空间分布与层序地层之间、相与相之间、相内部的沉积层之间均有一定的成因关系，因此，在相建模时，为了建立尽量符合地质实际的储层相模型，应充分利用这些成因关系，而不仅仅是井点数据的数学统计关系。因此，在相建模时，应充分应用层序地层学原理及沉积相模式来约束建模过程，依据层序演化模式及相模式选取建模参数，以使相模型尽量符合地质实际。,3.多步建模传统的储层参数建模主要为“一步建模”，即直接根据各井储层参数进行井间插值以建立储层参数三维分布模型。这种方法比较简便，但是，它主要适合于具有单一微相分布或具千层饼状结构的储层参数的建模，因为在这种情况下，目标区的储层参数具有同一的统计分布。对于具有多相分布或复杂储层结构（如拼合板状和迷宫状结构）的储层来说，由于不同相的储层参数分布（例如直方图）有较大的差别，应用这种方法将影响甚至严重影响所建模型的精度。事实上，具单一微相分布的储层很少，特别在陆相储层中更为少见。,在这种情况下，应采用多步建模。其中，“相控建模”或“二步建模”是多步建模的重要组成部分，即首先应用离散随机模拟方法建立三维沉积相或储层结构模型，然后根据不同沉积相(砂体类型)的储层参数定量分布规律，分相(或砂体类型)进行连续变量的随机模拟，建立三维储层参数分布模型。如果储层存在对流体渗流影响较大的裂缝，应进行“三步建模”，在相控建模基础上对裂缝分布进行模拟。,4.应用地质模式优选随机模拟方法不同的随机模型有其地质适用性及应用范畴。若模型选用不当，其模拟实现与地质实际会有较大的差别。对于三维相建模来说，如果预知相的几何构型（如河道相），则基于目标的标点过程及多点统计随机模拟方法为首选方法；对于具有排序分布的相组合（如三角洲平原、前缘和前三角洲的组合）来说，截断高斯模拟方法最为适合；如果既不知几何构型、相组合又无排序现象，则可选用序贯指示模拟。对于储层参数模拟来说，基于高斯分布的方法能有效地对储层参数进行建模，但很难控制极值分布的连续性，而指示模拟方法很适合解决这类问题；如果储层参数分布符合统计自相似特征，则可应用分形模拟方法。所以，为了提高建模精度，应该根据研究区的地质特征对随机模拟方法进行优选。,5.应用原型模型帮助确定统计特征参数随机模拟的输入参数主要为各种统计特征参数，其数值在很大程度上决定着模拟实现是否符合客观地质实际，因此，正确地确定统计特征参数是随机模拟成败的关键。一般地，当模拟目标区井点较多时，统计特征参数可通过井点数据或其它条件数据来求取。在井点较少的情况下，一般很难把握储层性质和参数的地质统计特征，尤其是平面变差函数。当模拟目标区内实际的变程小于最小井距时，单纯应用井点数据计算的平面变差函数反映不了最小井距内储层特征或参数的变异性。必须通过地质类比分析，即通过对原型模型的解剖，把握模拟目标区储层参数的地质统计特征。,6.地质约束条件下的储层随机建模流程,六、模型网格粗化 模型粗化：使细网格的地质模型“转化”为粗网格模型的过程，使等效粗网格模型能反映原模型的地质特征及流动响应。模型网格粗化原因：计算机内存和速度的限制；油藏数值模拟软件的限制。模型粗化原则：既要适合油藏数值模拟需要，又要尽量保持储层非均质性的细度。模型粗化已成为建模中一项专门技术。目前除常规的笼统平均的方法外，已形成一些专门方法和软件。,随机建模软件很多，主要有RMS/STORM、Heresim、RC2、GOCAD、FastTracker、GridStat、GSLIB、Petrel等。实际上，这些软件均包括克里金插值算法，因此既可进行随机建模，又可进行确定性建模。,储层随机建模软件,近年发展起来的三维地质模型显示系统，是现代油藏描述的重要软件工具。它通过计算机可以把地下油藏以三维形式显示出来。包括构造形态、储集体形态及结构、储层各项参数，特别可以处理层面、断层和井轴轨迹等之间的复杂关系，很好地表现断块。最后还可以把地质模型数据体通过粗化技术转换成油藏数值模拟所需的初始化网格值，把油藏描述的地质成果与油藏数值模拟直接连接起来。,第四节三维地质模型显示系统,一、网格系统的三种模型(1)砖块式的模型这类模型在X、Y、Z三个方向上都进行等间隔的网格划分，每个网格块都是相同大小的平行六面体。通过对各个网格块赋以相应的属性值而表现油藏的形态和属性。这种方式的模型处理起来简单，运行速度快，但由于网格系统的限制，表现地层、砂体的形态时其边界面呈现台阶状的不光滑性。,(2)层状模型 这类模型在X、Y方向上仍进行等间隔的网格剖分。但在Z方向上按平行于地层界面或沉积层面的方式来剖分。它在XZ或YZ剖面上可以很逼真地表现油藏的光滑层面，但在XY剖面上仍存在台阶状不光滑性。,(3)实体模型 通过平行于真实地层界面、断面等的切割，形成任意多面体的网格块。可以光滑逼真地再现地层、砂体的形态，这种模型计算量大，处理时间较长。,二、建立和显示三维地质模型的步骤：确定模型X、Y、Z三个方向的座标区间及有关方向的网格步长或参考步长(对于非等间距剖分)。输人并处理井轨迹(或地震测线轨迹等)，形成三维可视轨迹。利用测井、地震及其它来源的数据，逐个生成各个地层界面或断层面，形成三维可视曲面及曲面关系显示。,利用地质构造及沉积方面的认识，逐个处理各个界面、断面间的切割关系，形成三维可视的断块、地层等构造形态。利用钻井、测井解释、地震解释等数据，逐层生成各网块或网格节点的属性插值，形成三维储层属性数据体。,